ゼブラフィッシュにおけるプライムエディターを用いた精密なDNA挿入・置換のためのゲノム編集の最適化
Optimised genome editing for precise DNA insertion and substitution using prime editors in zebrafish
CRISPR/Cas9ゲノム編集技術は遺伝子機能研究や遺伝子改変生物の作製に広く利用されているが、ランダムな挿入・欠失の確率的統合が精密なゲノム操作を制限していた。逆転写酵素と融合したCas9タンパク質であるプライムエディター(PE)を用いた高度なCRISPR/Cas9技術は、ゲノムへの短いDNA改変のプログラムされた統合を可能にする。本研究では、ニックケース型およびヌクレアーゼ型のPEを用いて、ゼブラフィッシュゲノムの様々な遺伝子座でプログラムされた短いDNA置換および挿入を行った。ニックケース型PE2は総編集に対する精密プライム編集の比率が高かった一方、ヌクレアーゼ型PEnは短いDNA改変においてより効率的で、最大27.3%の精密挿入を達成した。さらに、レポーター形質導入遺伝子に核局在シグナルを挿入し、プライム編集によるより長い断片の組み込みを評価した。これらの遺伝子改変は次世代に伝達され、PEを介したプライム編集が外因性ドナーDNAを使用せずにゼブラフィッシュのゲノム情報を効率的に操作できることが示された。
- ゼブラフィッシュにおいて、ニックケース型PE2とヌクレアーゼ型PEnを用いたプライム編集により、プログラムされた短いDNA置換・挿入が実現された。
- ヌクレアーゼ型PEnが短いDNA改変において最大27.3%の精密挿入効率を達成した。
- プライム編集により導入された遺伝子改変が次世代に伝達されることが確認された。
- 外因性ドナーDNAを使用せずにゼブラフィッシュのゲノム情報を効率的に操作できることが示された。
ゼブラフィッシュでプライムエディター(PE)を用いた精密ゲノム編集が、外因性ドナーDNAなしに最大27.3%の精密挿入を達成し、次世代への遺伝伝達も確認された点は、遺伝子治療や遺伝子改変生物作製における実用化に向けた重要なマイルストーン。特にヌクレアーゼ型PEnの効率改善は、医薬品開発企業や遺伝子治療スタートアップにとって、製品化可能性を高める技術進展として注目に値する。